Dispositivo per la protezione delle apparecchiature da tensioni anomale della rete. Schema, descrizione

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Dispositivo per la protezione delle apparecchiature da tensioni anomale della rete. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il dispositivo di protezione sviluppato dall'autore in termini di funzioni svolte è simile a quello descritto nell'articolo di I. Kotov "Dispositivo per la protezione delle apparecchiature dalla tensione di rete di emergenza" ("Radio", 2008, n. 8, pp. 26, 27). Non contiene un trasformatore riduttore e viene utilizzato un triac per commutare il carico, aumentando la velocità di protezione.

Dispositivo per la protezione delle apparecchiature da tensioni di rete anomale
Fig. 1

Il dispositivo proposto disconnette il carico dalla rete 220 V sia quando la tensione di rete supera o scende al di sotto di valori prefissati. La base del dispositivo (Fig. 1) è il microcontrollore DD1, che funziona secondo il programma, i cui codici sono presentati nella tabella. Dalla tensione di rete, il diodo limitatore VD2 forma una tensione alternata (vicino al rettangolare) con un'ampiezza di circa 18 V. Il condensatore C1 è l'impostazione della corrente, il resistore R3 limita la corrente di avviamento quando è collegato e R1 assicura che il condensatore C1 sia scaricato quando il dispositivo è spento. Il diodo VD3 rettifica questa tensione alternata e il condensatore C3 attenua l'ondulazione. Lo stabilizzatore DA1 fornisce alimentazione al microcontrollore con una tensione di 5 V. Il varistore RU1 protegge il triac VS1 dai picchi di tensione durante la commutazione di un carico induttivo.

Il controllo del valore della tensione di rete è effettuato dall'ADC integrato nel microcontrollore DD1. Per fare ciò, la tensione di rete viene pre-raddrizzata dal diodo VD1 e tramite il filtro passa-basso R2C2 e il partitore di tensione resistivo R4R5 viene alimentata all'ingresso dell'ADC (pin 3) del microcontrollore DD1. Il condensatore C4 sopprime inoltre il rumore degli impulsi. Dopo la conversione nell'ADC, il risultato di dieci bit viene spostato di un bit a destra e il bit meno significativo viene ignorato. Di conseguenza, i dati dell'ADC sono larghi nove bit.

Dispositivo per la protezione delle apparecchiature da tensioni di rete anomale

L'alimentazione e il distacco della tensione di rete dal carico vengono effettuati dal triac VS1. Per aprirlo con un timer-contatore 1 del microcontrollore DD1, sulla linea PB1 (pin 6) vengono generati degli impulsi con una frequenza di 10 kHz e un duty cycle di 0,1 (rapporto di lavoro 10). Dopo l'amplificazione di corrente da parte del transistor VT1, questi impulsi attraverso il resistore R8 vengono inviati all'elettrodo di controllo del triac VS1. A causa dell'elevata frequenza degli impulsi di controllo, si apre all'inizio di ogni semiciclo della tensione di rete, riducendo il livello di rumore di commutazione. Il circuito R6C5 ha lo stesso scopo. La disconnessione del carico avviene fermando il contatempo 1 e impostando la tensione a un livello basso sulla linea PB1 del microcontrollore DD1.

Sull'indicatore LCD a dieci cifre HG1, le tre cifre meno significative (più a destra) visualizzano la tensione di rete, la quarta e la quinta sono separate, si spengono. Nella sesta, settima e ottava cifra con frequenza di 1 s vengono visualizzate alternativamente le tensioni di interruzione massima e minima. La nona cifra sta separando (off) e la decima mostra il tempo (in secondi) rimanente prima che il carico venga acceso quando la tensione di rete rientra nei limiti specificati. I pulsanti SB1 e SB2 effettuano la modifica dei valori della tensione di soglia a vuoto rispettivamente minimo e massimo. Premendo contemporaneamente questi pulsanti viene visualizzato il valore della tensione di rete variabile, e dopo il loro rilascio si torna ad alternare la tensione di taglio minima e massima.

Quando si preme il pulsante SB1 "Min." la soglia minima di spegnimento varia ogni secondo da 160 a 210 V con incrementi di 5 V. Se mantenuta a lungo, dopo aver raggiunto il valore massimo (210 V), viene impostato il valore minimo (160 V) e poi nuovamente aumentato . Allo stesso modo, quando si preme il pulsante SB2 "Max." il valore della soglia massima varia periodicamente da 230 a 255 V a passi di 5 V.

Se la tensione di rete supera le soglie impostate, il carico viene disconnesso dalla rete per 10 ms e in quello più vecchio viene visualizzato il numero 7. Dopo che la tensione è tornata normale, questo bit visualizza un conto alla rovescia di un tempo di sette secondi intervallo, trascorso il quale il carico viene collegato alla rete e la classe si estingue. Se durante il conto alla rovescia la tensione di rete supera i limiti impostati, il carico rimarrà nello stato spento, e ripartirà il conto alla rovescia dell'intervallo.

Poiché il numero di linee della porta del microcontrollore DD1 è limitato, i dati e i segnali di sincronizzazione all'indicatore LCD HG1 vengono trasmessi tramite un'interfaccia unifilare con codifica time-pulse (la durata della trasmissione di un singolo bit è di circa dieci volte più lungo di zero). La tensione di alimentazione dell'indicatore (circa 1,5 V) è prelevata dal LED HL1, che funge da limitatore di tensione.

Dispositivo per la protezione delle apparecchiature da tensioni di rete anomale
Fig. 2

Tutte le parti, ad eccezione dei pulsanti, sono installate su un circuito stampato in fibra di vetro su un lato con uno spessore di 1,5 ... 2 mm, il cui disegno è mostrato in fig. 2. I pulsanti sono montati sul pannello frontale della custodia, realizzato in materiale isolante. Per loro sono realizzati fori di montaggio e una finestra per l'indicatore. L'indicatore stesso è fissato sulla scheda con l'aiuto di rack alti circa 40 mm.

Vengono importati resistori MLT, C2-23, condensatori di ossido, C1, C5 - K73-17, C4, C7 - K10-17. Acceleratore - DM-0,1 con un'induttanza di 500 μH, pulsanti - KM-1 o simili con ritorno automatico.

Per stabilire il dispositivo, insieme ad un esemplare voltmetro, è collegato alla rete e una selezione di resistore R5 ottiene sull'indicatore LCD del dispositivo le letture della tensione di rete corrispondenti alle letture del voltmetro di riferimento. Durante l'installazione, è necessario tenere presente che tutti gli elementi del dispositivo sono sotto tensione di rete.

È possibile scaricare il programma del microcontrollore del dispositivo di protezione quindi.

Autore: M. Ozolin, p. Krasny Yar, regione di Tomsk; Pubblicazione: radioradar.net

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Uno dei tipi di difetti della punta di diamante consente di utilizzarlo come bit quantico per organizzare calcoli o memorizzare dati.

Ciò può essere ostacolato dall'imperfezione della tecnologia per la coltivazione di dischi diamantati ultra puri, che è diventata una sfida per gli scienziati. I giapponesi hanno accettato la sfida e sono stati in grado di trovare una soluzione interessante al problema.

Se in qualsiasi sito del reticolo cristallino del diamante uno degli atomi di carbonio viene sostituito (legato) da un atomo di azoto, tale violazione della struttura cristallina del diamante sarà chiamata posto vacante sostituito con azoto nel diamante o centro NV. Un tale difetto puntuale ha proprietà quantistiche che possono essere facilmente controllate da luce, campi magnetici o altre influenze anche a temperatura ambiente. In particolare, il centro NV può essere utilizzato per registrare e memorizzare dati.

Una caratteristica delle strutture a diamante con centri NV è che non dovrebbe esserci troppo azoto. Pertanto, per l'uso pratico dei supporti dati dei diamanti, è necessario o produrre dischi molto grandi con impurità di azoto ammissibili (per così dire, "spalmare" l'azoto su una vasta area), oppure coltivare i diamanti più puri con una quantità rigorosamente controllata di impurità, che è tecnicamente molto più difficile.

Finora, i diamanti ultrapuri hanno appena superato i 4 mm2 di area, che è estremamente piccola. Tuttavia, i ricercatori giapponesi della Saga University e della giapponese Adamant Namiki Precision Jewellery sono riusciti a sviluppare una tecnologia per coltivare wafer di diamanti ultra puri con un diametro di 2 pollici (5 cm). In teoria, ciascuno di questi dischi può memorizzare fino a 25 EB di dati, il che equivale a registrare un miliardo di dischi Blu-Ray da 25 GB su un supporto diamante.

Il segreto del successo sta nella speciale struttura del substrato su cui è stato fatto crescere il disco diamantato. Di solito si tratta di una superficie piana e piatta. Durante il processo di crescita e nelle sue fasi iniziali, il diamante ultrapuro su una tale superficie spesso si rompeva sotto il suo stesso peso. Per prevenire la rottura, gli scienziati hanno proposto una superficie del substrato a gradini che distribuirebbe il peso del diamante in crescita in modo più uniforme. Il nuovo substrato ha permesso di coltivare un diamante purissimo con un diametro di 5 cm e una purezza di 3^10-9. Ma gli scienziati non si sono fermati su questo e ora hanno in programma di far crescere un diamante di diametro doppio.

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